人教版高二下学期期中考试物理试卷（带答案解析）

第页答案第=page11页，共=sectionpages22页人教版高二下学期期中考试物理试卷（带答案解析）一、单选题（共28分）1．（本题4分）下列关于电场与磁场说法正确的是（）A．只有磁铁周围才有磁场B．电流能产生磁场说明电和磁是有联系的C．电荷的周围一定有电场和磁场D．永久磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种不同的磁场2．（本题4分）如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开，物体停在B处。此过程中（）A．手的支持力一直做正功B．弹簧的弹性势能先增加后减少C．物体与弹簧组成的系统机械能不守恒D．物体与弹簧组成的系统机械能守恒3．（本题4分）如图所示，相同的长直导线a、b、c、d、e的中点分别固定在圆周的五等分点处，导线与圆周所在平面垂直，且通有同样的电流。关于圆心点处的磁感应强度，下列说法正确的是（）A．的大小不为，方向平行于圆周所在平面B．的大小不为，方向垂直于圆周所在平面C．若导线中的电流反向，则的方向平行D．若导线中的电流反向，则的方向垂直4．（本题4分）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（）A．该磁性材料内部没有磁感线，没有磁场B．在b点静止释放正电荷，其沿切线向上运动C．一小段通电直导线在b处所受安培力一定大于c处D．将小磁针放在b点，其N极指向b处切线方向5．（本题4分）如图所示，ab、cd和ef是同一竖直平面内的竖直线，ab、cd间有图示方向的匀强磁场。一带电粒子（不计重力）从ab上的点M以水平速度v垂直射入磁场，过ef上的点N时，速度偏离原方向θ=45°。若M、N两点间的水平距离与竖直距离之差为a（a>0），匀强磁场的磁感应强度大小为B，该粒子的比荷为（）A． B． C． D．6．（本题4分）磁强计可以测量磁感应强度。如图所示，霍尔元件是磁强计的核心部件，将其放在与它垂直的匀强磁场中，当通有恒定电流I时，在元件的前、后两个侧面a、b之间会产生稳定的霍尔电压UH，进而得到匀强磁场磁感应强度B的大小。已知霍尔元件三边长度分别为、和，单位体积内载流子个数为n，载流子的电荷量为q（q＜0）。下列说法正确的是（）A．前侧面a比后侧面b的电势低B．霍尔电压C．为提高磁强计的灵敏度S（），可适当减小D．每个载流子受到的洛伦兹力大小为7．（本题4分）如图所示，直角三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度为B，，A处有一个粒子发射源，可以在内发射不同速率的同种带负电粒子，粒子的比荷为k。若粒子的速率用（未知）表示，初速度与AB边的夹角用（未知）表示，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，则（）A．若，粒子从AB边射出的最大速率为B．若且粒子恰好不从BC边射出，则C．若且粒子恰好不从BC边射出，则D．若，粒子从BC边离开磁场的最短时间为二、多选题（共12分）8．（本题4分）如图所示，在直角坐标系中，有一个边长为的正方形区域，点在原点，点和点分别在轴和轴上，该区域内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，一带正电的粒子质量为，电荷量为，以速度从点沿轴正方向射入磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（

）A．若粒子恰好不从bc边射出磁场，则粒子的速度B．若粒子的速度，则粒子在磁场中运动的时间C．若粒子的速度，则粒子射出磁场时的速度方向与轴正方向的夹角为D．若粒子从边射出磁场，则粒子在磁场中运动的时间一定不超过9．（本题4分）某监测动车运动速度的装置如图甲所示，平直轨道中央放置有宽匝数的长方形线圈，在动车底部中央某位置固定一磁铁，能产生宽、方向垂直动车底部所在平面向下、磁感应强度大小为0.1T的矩形匀强磁场。动车从线圈上方经过，此过程中线圈两端电压随时间变化的关系图像如图乙所示，时磁场开始进入线圈区域，时磁场开始离开线圈区域，电压表为理想电压表。下列关于此过程中的描述，说法正确的是（）A．由图可知，动车做匀速直线运动经过线圈B．动车以的加速度做匀加速直线运动经过线圈C．磁场开始进入线圈区域时动车的速度大小为2.0m/sD．线圈沿铁轨方向的长度约为8m10．（本题4分）如图所示，两粗糙水平导轨固定放置，间距为，导轨左端接有阻值为的电阻，质量为的导体棒垂直放在导轨上。空间存在一矩形磁场区域，磁感应强度竖直向下，大小为。磁场以速度匀速向右移动，当磁场右边界经过导体棒时开始计时，时刻导体棒运动恰好稳定，导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为，导轨和导体棒的电阻均不计，导体棒始终与导轨垂直，且接触良好。则（）A．导体棒稳定时的速度大小为B．导体棒稳定时的速度大小为C．时间内通过导体棒某横截面的电荷量为D．时间内导体棒的位移为三、实验题（共17分）11．（本题7分）为探究影响感应电流方向的因素，小宁同学用如图所示的器材进行实验。(1)闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于最___________（选填“左”或“右”）端；(2)将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏。则保持开关闭合，以下操作中也能使电流计右偏的是___________。A．插入铁芯 B．拔出线圈AC．将滑动变阻器的滑片向右移动 D．将滑动变阻器的滑片向左移动12．（本题10分）某校高二物理研究学习小组的小王同学用如图甲、乙所示电路研究电磁感应现象，小李同学用如图丙所示电路研究自感现象。（1）小王同学为判断线圈绕向，将灵敏电流计G与线圈M连接，如图甲所示。当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为沿________（选填“顺时针”或“逆时针”）由a端开始绕至b端。（2）如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，电流计指针将____；A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将______。（以上两空选填“向左偏”“向右偏”或“不偏转”）（3）在图乙中，小王同学第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，第二次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端慢慢滑到左端，发现电流计的指针摆动的幅度大小不同，第一次比第二次的幅度________（选填“大”或“小”）。（4）小李同学用图丙中（1）（2）两个电路研究通电自感和断电自感现象，图中L是一带铁芯的线圈，直流电阻忽略不计，A、B是额定电压为的灯泡，直流电源为一节新的干电池。实验过程中可能会观察到的现象：①慢慢变亮，然后亮度不变②立即变亮，然后亮度不变③立即变亮，然后慢慢熄灭④慢慢熄灭⑤立即熄灭⑥闪亮一下，然后熄灭。两电路电键S闭合后，小灯泡A将______，小灯泡B将______；S断开后，小灯泡A将_____，小灯泡B将______。请你将小李同学观察到的实验现象对应的序号填在相应的横线上。四、解答题（共43分）13．（本题10分）我国阶段性建成并成功运行了“电磁橇”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，一种两级导轨式电磁推进的原理如图所示，两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒．金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回，图中电源未画出．导轨电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度与电流的关系式为为常量），金属棒被该磁场力推动，当金属棒由第一级区域进入第二级区域时，回路中的电流由变为。已知两导轨内侧间距为，每一级区域中金属棒被推进的距离均为，金属棒的质量为，求：(1)金属棒经过第一级区域时受到安培力的大小；(2)金属棒经过第一、二级区域的速度大小之比；(3)从静止开始经过两级区域推进后的通过金属棒的电荷量。14．（本题15分）如图所示，四块矩形金属薄板M、N、P、Q长l=1m，其中M、N竖直放置且正中间开有小孔，间距d1=2m，P、Q水平放置，间距d2=1m；金属板M、N接在电压U1=225V的直流电源两端，金属板P、Q接在电压介于450V~450V的交流电源两端；装置右侧足够大的荧光屏与水平面夹角θ=75°，金属板和荧光屏正中心的线段O1O2长度x=4.5m。一群比荷为的带正电粒子先后从小孔O1飘入（初速度为零）加速电场，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，单个粒子在金属板间运动时电压不变，忽略金属板的边缘效应。求：（结果可带根号）(1)粒子经加速电场后的速度大小；(2)粒子经偏转电场后的最大侧向位移及最大速度；(3)粒子打在荧光屏上最高点和最低点之间的距离。15．（本题18分）如图所示，质量M=3kg的小车置于足够长的水平地面上，小车的左侧与竖直墙壁接触。小车的上表面由半径R=0.2m的四分之一圆弧面和水平面组成，圆弧面的最低点B与水平面平滑相接。车的右端固定一个连有轻弹簧的挡板，弹簧左端自然伸长至C点，一质量m=1kg的滑块从圆弧最高处A无初速下滑，不计一切摩擦，重力加速度g，在接下来的运动过程中弹簧不会超出弹性限度。求：(1)滑块滑至B点的速度大小；(2)物块第二次到达C点时的速度大小；(3)物块返回到AB圆弧面上时上升的最大高度。参考答案1．B【详解】A．电流周围也存在磁场，A错误；B．电流能产生磁场说明电和磁是有联系的，B正确；C．电荷的周围一定有电场，只有运动电荷周围才有磁场，C错误；D．永久磁铁的磁场与电流周围的磁场是两种相同的磁场，D错误。故选B。2．C【详解】A．手的支持力方向向上，物体位移方向向下，可知，手的支持力一直做负功，故A错误；B．根据题意可知，弹簧拉伸形变量逐渐变大，则弹簧的弹性势能一直增加，故B错误；CD．结合上述可知，手的支持力对物体做负功，则物体与弹簧组成系统的机械能减小，故C正确，D错误。故选C。3．D【详解】AB．若导线中通有同样的电流，则每根导线在点产生的磁感应强度大小相等，且均与导线与点的连线垂直，如下图所示由对称性可知，点处的磁感应强度为，故AB错误；CD．b、c、d、e四根导线在处产生的合磁感应强度与导线中原电流产生的磁感应强度等大反向，若导线中的电流反向，则导线中电流产生的磁感应强度也与导线中原电流产生的磁感应强度等大反向，均垂直于，故磁场的方向垂直，故C错误，D正确。故选D。4．D【详解】A．磁感线是闭合的，虽然磁性材料内部没有画磁感线，但仍有磁场，A错误；B．磁场对静止的电荷无洛伦兹力的作用，即在b点静止释放正电荷，不会沿切线向上运动，B错误；C．通电直导线在磁场中受的安培力除了与电流大小、磁场强弱以及直导线长度有关外，还与直导线与磁场方向的夹角有关；则一小段通电直导线在b处所受安培力不一定大于c处所受的安培力，C错误；D．磁场中某点的磁场方向与小磁针的N极受力方向相同，可知将小磁针放在b点，其N极指向b处切线方向，D正确。故选D。5．A【详解】根据题意，作出粒子的运动轨迹如图所示根据洛伦兹力提供向心力有根据题意联立解得故选A。6．C【详解】A．电流水平向左，载流子带负电，根据左手定则可知，载流子在通过长方形霍尔元件时将偏向后侧面b，所以前侧面a比后侧面b的电势高，故A错误；B．设载流子定向移动的速度为，则有可得根据洛伦兹力等于电场力可得霍尔电压联立可得，故B错误；C．根据表达式可知，在磁场强度一定的情况下，减小，电压将增大，所以减小可以提高灵敏度，故C正确；D．每个载流子受到的洛伦兹力大小为其中代入可得，故D错误。故选C。7．D【详解】A．若θ=30°，粒子从AB边射出的速率最大时，粒子的运动轨迹与BC边相切，根据对称性可知，粒子从B点离开磁场，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有解得，故A错误；B.若θ=60°且粒子恰好不从BC边射出，则粒子的运动轨迹与BC边相切，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有r=Lcos30°=解得v0=，故B错误。C．若θ=90°且粒子恰好不从BC边射出，则粒子的运动轨迹与BC边相切，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系有解得，故C错误。D.根据洛伦兹力提供向心力有可得若，则粒子从BC边离开磁场的时间最短，则粒子离开磁场的点与A点的连线与BC边垂直，粒子的运动轨迹如图所示根据几何关系可知，为等边三角形，则最短时间，故D正确。故选D。8．BD【详解】A．若粒子恰好从c点射出磁场，由几何关系可知，粒子圆周运动半径为，根据解得则若粒子恰好不从bc边射出磁场，则粒子的速度，故A错误；B．若，则轨迹圆半径这种情况粒子从cd边射出，设粒子射出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为，则可知圆心角为120°，运动时间为，故B正确；C．若粒子的速度，则轨迹圆半径则粒子从cd边射出，设粒子射出磁场时速度方向与y轴正方向夹角为，则，故C错误；D．若粒子从cd边射出磁场，粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角最大不超过180°，则最长运动时间，故D正确。故选BD。9．BCD【详解】A．磁场进入线圈区域过程中，切割磁感线产生的感应电动势u=nBdv其中n、B、d均为定值，又根据图像可知，u与时间成正比，则此过程中速度v与时间成正比，为匀变速直线运动，故A错误；C．t=1s时磁场开始进入线圈区域，此时切割磁感线产生的感应电动势u1=nBdv1=0.2V解得v1=2.0m/s，故C正确；B．t=2s时恰好磁场完全进入线圈区域，此时切割磁感线产生的感应电动势u2=nBdv2=0.4V解得v2=4.0m/s则根据匀变速直线运动公式v2=v1+at解得动车的加速度大小为2.0m/s2，故B正确；D．由图像可知，磁铁在3s时刻开始离开线圈区域，由匀变速直线运动规律其中t=2s可知，线圈沿铁轨方向的长度为x=8m，故D正确。故选BCD。10．BD【详解】AB．磁场向右运动，根据右手定则可知导体棒中电流为从到，导体棒受到的安培力向右，导体棒加速，两者的速度差逐渐减小，则导体棒的加速度逐渐减小，最后两者速度差恒定；设导体棒稳定时速度大小为，则导体棒相对磁场的切割速度大小为，则感应电动势感应电流所受安培力导体棒受力平衡，有解得，故A错误，B正确；C．对导体棒根据动量定理有通过某横截面的电荷量联立可得，故C错误；D．由结合C答案中表达式可得：时间内导体棒的位移为，故D正确。故选BD。11．(1)右(2)AD【详解】（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于电阻最大处，即最右端；（2）A．闭合开关S瞬间，磁通量增大，发现电流计指针右偏。插入铁芯，磁通量增大，电流计指针右偏，A符合题意；B．拔出线圈A，磁通量减小，电流计指针左偏，B不符合题意；C．将滑动变阻器的滑片向右移动，电阻增大，电流减小，磁通量减小，电流计指针左偏，C不符合题意；D．将滑动变阻器的滑片向左移动，电阻减小，电流增大，磁通量增大，电流计指针右偏，D符合题意；故选AD。12．顺时针向左偏向右偏大①③⑤⑥【详解】（1）[1]将磁体N极向下从线圈上方竖直插入M时，穿过线圈的磁场方向向下，磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，电流计指针向左偏转，说明从左端流入电流计，由安培定则可知，俯视线圈，其绕向为顺时针方向由由a端开始绕至b端。（2）[2]如图乙所示，如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明B中磁通量增加时电流计指针右偏转；那么合上开关S后，将A线圈迅速从B线圈拔出时，穿过B线圈的磁通量减小，电流计指针将向左偏转。[3]A线圈插入B线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，A线圈中的电流增大，穿过B线圈的磁通量增加，电流计指针向右偏转。（3）[4]第一次将滑动变阻器的触头从变阻器的右端快速滑到左端，A线圈的电流变化快，电流产生的磁场变化快，穿过B线圈的磁通量变化快，B线圈中的感应电动势大，感应电流大，电流计的指针摆动幅度大；同理，慢慢滑动摆动幅度小，故第一